傳統(tǒng)NAS擴張很容易帶來以下問題：

　　1.系統(tǒng)管理。即便是NAS系統(tǒng)管理比SAN存儲管理簡便很多，但仍然需要花費時間和資源來管理。

　　2.管理客戶端和應用對數(shù)據(jù)的訪問。能夠訪問的前提是NAS系統(tǒng)必須掛載在對應得服務器或者工作站上。掛載會中斷應用的訪問，所以在掛載的時候需要預留好服務器上應用的宕機時間。掛載了越多的NAS系統(tǒng)，帶來的是更多的宕機時間。

　　3.文件位置。關于定義文件存放位置的策略應該是基于性能，可訪問性，文件創(chuàng)建時間，訪問頻率，存儲成本，可用性，數(shù)據(jù)保護等諸多方面因素決定的。策略的設定本身不會太難，但事實上，要將文件移動到合適的NAS系統(tǒng)上是一個耗時間的手工數(shù)據(jù)遷移過程。而且，隨著NAS系統(tǒng)越來越龐大，其復雜性也越來越高。

　　而Scale Out NAS 通過將數(shù)據(jù)分布到集群中各節(jié)點的存儲方式，提供單一的使用接口與界面，使用戶可以方便地對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一使用與管理。集群中所有磁盤設備整合到單一的共享存儲池中提供給前端的應用服務器，利于訪問，同時提高了磁盤利用率。

　　許多存儲系統(tǒng)開始很簡單，但當需要進行系統(tǒng)擴展時就會變得復雜。升級存儲系統(tǒng)最常見的原因是需要更多的容量，以支持更多的用戶，文件，應用程序或連接的服務器。

　　但是通常，存儲系統(tǒng)的升級不只是需要容量，系統(tǒng)還對其他存儲資源有額外需求，即帶寬和計算能力。如果沒有足夠的I/O帶寬，將出現(xiàn)用戶或服務器的訪問瓶頸;沒有足夠的計算能力，常用的存儲軟件如快照、復制和卷管理等服務都將受到限制。

　　常見的系統(tǒng)擴展方式有scale up和scale out兩種。

　　Scale Up(縱向擴展) 主要是利用現(xiàn)有的存儲系統(tǒng)，通過不斷增加存儲容量來滿足數(shù)據(jù)增長的需求。

　　但是這種方式只增加了容量，而帶寬和計算能力并沒有相應的增加。所以，整個存儲系統(tǒng)很快就會達到性能瓶頸，需要繼續(xù)擴展。

　　這個時候有兩種方法，一是采用更強性能的存儲引擎(EMC 的Clarion系統(tǒng)和NetApp 的FAS系列，采用增加控制器CPU或內存的方式來提供更強的性能)，但是這種方式問題在于價格昂貴;

　　另外一種方法是額外購買的獨立的存儲系統(tǒng)，這樣又會增加管理的復雜度。

　　Scale-out橫向擴展架構的升級通常是以節(jié)點為單位，每個節(jié)點往往將包含容量、處理能力和I / O帶寬。一個節(jié)點被添加到存儲系統(tǒng)，系統(tǒng)中的三種資源將同時升級。

　　從上面的圖例可見，容量增長和性能擴展(即增加額外的控制器)是同時進行。

　　而且，Scale-out架構的存儲系統(tǒng)在擴展之后，從用戶的視角看起來仍然是一個單一的系統(tǒng)，這一點與我們將多個相互獨立的存儲系統(tǒng)簡單的疊加在一個機柜中是完全不同的。

　　所以scale out方式使得存儲系統(tǒng)升級工作大大簡化，用戶能夠真正實現(xiàn)按需購買，降低TCO。

　　以下是常見的兩個比喻:

　　一是傳統(tǒng)火車和動車。傳統(tǒng)的存儲Scale-up架構的存儲就好像傳統(tǒng)的火車一樣，當后面的磁盤越掛越多的時候，控制器性能以及背板帶寬卻不能相應提升，因此傳統(tǒng)存儲在磁盤容量擴容到一定程度時候，往往性能下降。

　　集群存儲就好像新一代的“動車組”火車一樣，當火車車廂增加的時候，前面的火車頭動力也隨之增加，因此不會發(fā)生性能瓶頸。

　　所謂動車組的設計理念和傳統(tǒng)火車設計理念的最大區(qū)別在于傳統(tǒng)火車主要動力來自于火車頭(就像傳統(tǒng)模塊化陣列的兩個控制器)，而動車組則不一樣，除了車頭配有動力裝置外，每一節(jié)車廂都配有動力推動裝置。集群存儲大多都是由一個個節(jié)點(X86 服務器)組成，每一個節(jié)點添加進去后，不僅能夠添加容量，還能夠添加整個存儲器的整體處理能力。

　　另外一個魚缸的比喻：

　　當你只有六七條魚的時候， 一個小型魚缸就夠了;可是過一段時間新生了三十多條小魚，這個小缸顯然不夠大了。

　　如果用Scale up解決方案，那么你就需要去買一個大缸，把所有沙、水草、布景、加熱棒、溫度計都從小缸里拿出來，重新布置到大缸。這個工程可不簡單哦，不是十分鐘八分鐘能搞得定的，尤其水草，糾在一起很難分開(不過這跟遷移數(shù)據(jù)的工程復雜度比起來實在是毛毛雨啦，不值一提)。

　　那么現(xiàn)在換個思路，用Scale out方案，就相當于是你在這個小缸旁邊接了一個同樣的小缸，兩個缸聯(lián)通。魚可以自動分散到兩個缸，你也就省掉了上面提到的那一系列挪沙、水草、布景等的折騰了。

　典型產品的規(guī)格說明

　　以下列舉的是幾個典型的Scale out集群存儲產品，如EMC Isilon、Panasas、NetApp Data ONTAP GX、IBM SoNAS。其他的如3Par、BlueArc因為硬件設計上的特殊性，參考性不強，不做列舉。

　　1. Isilon

　　區(qū)分S系列(適用于高隨機訪問和高IOPS應用，高性能)、X系列(適用于并發(fā)和順序訪問，大容量)還有NL備份系列。

　　Isilon企業(yè)級2U Isilon S節(jié)點包含以下主要參數(shù)：

　　12個450GB 15K RPM SAS驅動器;每節(jié)點容量5.4TB

　　2個四核Intel 2.33GHz處理器

　　16GB高速緩存/0.5GB NVRAM

　　4個1Gb/s以太網(wǎng)接口

　　2個后端DDR InfiniBand萬兆內聯(lián)接口

　　熱插拔磁盤(12)，電源(2)，NVRAM電池(2)，風扇(3)

　　最少3個節(jié)點構成集群，即集群容量最小為16.2T

　　2. Panasas

　　ActiveStor主要有三個成員：8(高性價比系列)、11(高容量系列)、12(高性能系列)。

　　ActiveStor 8(40TB存儲容量)起價65000美元;

　　ActiveStor 11(60TB存儲容量，1150 MB/s讀取)起價90000美元(主要針對注重容量多過性能的生物科學領域，且不像石油客戶那樣愿意接受高價格);

　　ActiveStor 12(60TB存儲容量，現(xiàn)實環(huán)境中1600 MB/s寫入和1500 MB/s的讀取以及80M/s的磁盤點對點傳輸)起價110000美元。

　　每個刀片機上2塊(2T或其他)硬盤，1+10模式的機箱中可有20塊硬盤，即容量為40T。

　　ActiveStor Appliance ModelActiveStor 8ActiveStor 9ActiveStor 11ActiveStor 12

　　產品號ThirdThirdFourthFourth

　　支持的刀片配置(管理刀片+存儲刀片)1+10, 2+9, or 3+8 and 0+11 for expansion1+10, 2+9, or 3+8 and 0+11 for expansion1+10, 2+9, or 3+8 and 0+11 for expansion1+10 or 2+9. Also 0+11 for expansion

　　容量(TB)

　　【1+10刀片】20 or 4010 or 2040 or 6040 or 60【集群可達到6PB】

　　客戶端數(shù)12,00012,00012,00012,000

　　硬盤(3.5英寸SATA)2010 x 3.5” + 10 x 32GB 2.5” SLC SSD2020

　　ECC 內存 (GB of Cache)*9, 24, or 449, 24, or 444892

　　最大寫吞吐量550MB/s550MB/s950MB/s1600MB/s

　　最大讀吞吐量600MB/s600MB/s1150MB/s1500MB/s

　　網(wǎng)絡交換機模塊One (second optional)One (second optional)One (second optional)Two

　　交換機模塊網(wǎng)絡上行10GbE SFP+/CX4 or 4 x GbE Copper10GbE SFP+/CX4 or 4 x GbE Copper10GbE SFP+/CX4 or 4 x GbE Copper10GbE SFP+/CX4 or 4 x GbE Copper

　　額外的網(wǎng)絡管理刀片N/AN/A2 x 10GbE SFP+ port2 x 10GbE SFP+ port

　　網(wǎng)絡故障切換可選可選可選標準

　　高可用性鏈路聚合NoNoNoYes

　　QDR InfiniBand路由器相容性YesYesYesYes

　　最大重量150 lb. / 68 kg.150 lb. / 68 kg.150 lb. / 68 kg.150 lb. / 68 kg.

　　尺寸(HxWxD)7.0″ (4U) x 19.0″ x 26″ / 17.78 cm x 48.26 cm x 66.04 cm7.0″ (4U) x 19.0″ x 26″ / 17.78 cm x 48.26 cm x 66.04 cm7.0″ (4U) x 19.0″ x 26″ / 17.78 cm x 48.26 cm x 66.04 cm7.0″ (4U) x 19.0″ x 26″ / 17.78 cm x 48.26 cm x 66.04 cm

　　3. NetApp

　　NetApp的Data ONTAP GX系列，以Data ONTAP GX操作系統(tǒng)和兩個或更多FAS3050或FAS6070系統(tǒng)基本組件為基礎。每個FAS基本組件包括一對為實現(xiàn)高可用性而配置的控制器(節(jié)點)。該系統(tǒng)可以由2～24個節(jié)點組成，吞吐量可達每秒GB級，容量可達6PB。隨著系統(tǒng)中節(jié)點的增加，性能呈線性提高。

　　不過NetApp的Scale out產品采用的文件系統(tǒng)仍然是傳統(tǒng)的非分布式的WAFL文件系統(tǒng)。整體解決方案需要傳統(tǒng)的存儲設備，包括FAS的頭，HA和FC互連， RAID DP，備份等等，相比Panasas、Isilon等這類真正的向外擴展系統(tǒng)而言，NetApp的產品擴展性存在限制。

　　產品亮點

　　操作系統(tǒng)NetApp? Data ONTAP^? GX 10.0.3 軟件

　　標準軟件功能 全局命名空間、FlexVol?、透明 FlexVol 移動、集成自動 RAID 管理器，包括 RAID-DP?、Snapshot?、電子郵件提示、NIS、DNS、NDMP、SSH、CLI、Web GUI、SNMP、FlexCache? 源服務器

　　網(wǎng)絡協(xié)議支持 NFS V2/V3(采用 UDP 或 TCP)，Microsoft? CIFS

　　獲得許可的軟件產品 FlexVol 高性能選件，存儲容錯，異步鏡像，SnapRestore?

　　最小 – 最大節(jié)點數(shù)2-24

　　最大裸存儲容量14,112TB

　　最大卷數(shù)12,000

　　最大原始卷大小4080TB

　　控制器型號 FAS3040、FAS3050、FAS3070、FAS6070、FAS6080

　　支持的磁盤架(光纖通道、SATA)DS14mk2 FC、DS14mk4 FC、DS14mk2-AT

　　支持的磁盤驅動器容量FC—144GB(10k 或 15k RPM)、300GB(10k 或 15k RPM)

　　SATA—250GB、500GB、750GB、1TB (7.2k RPM)

　　4. IBM SoNAS

　　IBM Scale Out Network Attached Storage (IBM SONAS) 是一個顛覆性的水平擴展 NAS 系統(tǒng)。它通過把高速接口節(jié)點與出色的存儲子系統(tǒng)和 IBM General Parallel File System (GPFS) 連接起來，提供非常高的性能和可伸縮性。它把先進的水平擴展能力與自動的數(shù)據(jù)布置和統(tǒng)一的管理結合在一起，讓客戶能夠方便、快捷地把存儲基礎設施擴展到數(shù) PB 級。IBM SONAS 的突出特點之一是，它使用單一全局名稱空間，可以提供與文件的物理位置無關的快速數(shù)據(jù)訪問。

　　各種廠商對比一覽表

　　市場上出現(xiàn)的Scale out架構的存儲系統(tǒng)，其中大多數(shù)自創(chuàng)品牌如今已被大廠商收購，目前僅剩下Panasas。

　　公司情況核心市場技術特點主要賣點備注

　　Panasas1999年成立，獨立廠商HPC并行文件系統(tǒng)，后端存儲為OSD結構，

　　區(qū)分控制刀片和存儲刀片高性能

　　面向對象存儲

　　pNFS協(xié)議的倡導者2010年新CEO上任，進行商業(yè)化轉型

　　Isilon2001年成立，2010年被EMC收購面向大數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)集群文件系統(tǒng)，不區(qū)分元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)節(jié)點;針對企業(yè)應用的各種軟件功能;性能、容量等定位擴展的硬件節(jié)點被EMC收購后，作為大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略方向上的重頭兵

　　Ibrix2000年立,2009年被HP收購企業(yè)級文件服務軟件集群文件系統(tǒng)，高度可擴展軟件產品Ibrix的橫向擴展NAS平臺和Ibrix Fusion能夠極大地擴展性能、容量和管理能力惠普推出基于Ibrix的X9000 scale-out文件存儲系統(tǒng)

　　3PAR1999年成立，2010年被HP收購中高端存儲SAN集群、

　　采用了ASIC硬件加速芯片，使其系統(tǒng)能夠有出色的性能。自動精簡配置整合進ASIC;InSpire 體系架構(網(wǎng)狀控制器結構，可達8個)等，硬件上的改進設計非常有特色。自動精簡配置Thin Provisioning由3PAR公司開創(chuàng)，改變以前需要提前分配容量的問題，做到即寫分配，提高存儲利用率。

　　Compellent2002年成立，2011年被Dell收購中端市場SAN集群、

　　同3PAR有近似，但性能不及，且只能允許兩個SAN聚合，而3PAR能夠實現(xiàn)8個SAN聚合。流動數(shù)據(jù)架構，存儲可直接根據(jù)業(yè)務需求動態(tài)進行調整。

　　可節(jié)約整體成本借助分層架構，SAS或固態(tài)硬盤等高性能硬盤能夠處理公司最關鍵的數(shù)據(jù)，而將很少使用的數(shù)據(jù)自動遷移到容量大、但速度低的SATA硬盤上的技術。

　　IBM SONAS2010年推出的產品中大型企業(yè)以GPFS為核心，以X86平臺為硬件基礎，推出的集群NAS產品2011年4月升級：改進的信息生命周期管理 (ILM)、層次化存儲管理 (HSM) 以及簡便的部署和防病毒集成存儲 (TB/PB) 和服務器(接口、I/O 和帶寬)放在單獨的模塊化組件中，它們可以獨立地升級。分別對應于SONAS 的存儲單元和接口節(jié)點。

　　BlueArc1998年成立，2011年被HDS收購中高端存儲，HDS自2006年一直O(jiān)EM其產品文件級集群、

　　一個是高端Titan系列，一個是入門級Mercury系列硬件加速文件管理器供應商，

　　主要生產用于場內可編程門陣列(FPGA)的硬件加速文件管理器，加快文件管理器的運行速度SiliconFS文件系統(tǒng)不同于用服務器和定制操作系統(tǒng)實現(xiàn)的文件系統(tǒng)，它基于專門的硬件芯片F(xiàn)PGA。

　　存儲模塊體現(xiàn)實現(xiàn)面向對象概念、

　　支持pNFS協(xié)議

　　龍存網(wǎng)絡存儲產品集群NAS采用通用服務器做為存儲與元數(shù)據(jù)節(jié)點，

　　整體性價比高

　　中科藍鯨研究比較早，2007年正式成立 網(wǎng)絡存儲產品和解決方案供應商SAN文件系統(tǒng)同時支持FC(4Gb、8Gb)、以太網(wǎng)(1Gb、10Gb)接入

　　美地森2007年成立集群存儲系統(tǒng)軟硬件服務提供商USS集群存儲系統(tǒng)YFS和Isilon的OneFS功能近似，集合了文件系統(tǒng)、卷管理和RAID。美地森也推出了WSS云存儲、WHS云主機。

　　創(chuàng)新科UIT2001年成立，2009年，與Intel進行了戰(zhàn)略研發(fā)合作，2011年獲得Intel注資。數(shù)據(jù)存儲解決方案提供商和海量信息存儲專家做IP SAN起家，再做NAS，后面通過收購獲得FC SAN技術，目前推行統(tǒng)一存儲，另外在云存儲概念上推出了幾款產品。UFS以大量的通用服務器和存儲設備為基礎，通過元數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)分離的非對稱式架構，以及負載均衡和數(shù)據(jù)并發(fā)訪問的策略，在普通硬件條件下構建了一個大規(guī)模存儲集群。UIT參加展銷會比較多，所有宣傳稿也較多。主要展示其云監(jiān)控、云媒資、辦公云、IPTV等多個行業(yè)的云解決方案，以及SV5000G2等自主創(chuàng)新產品;

　　另外面向個人、家庭用戶也有應用產品。

　從近兩年的各種收購事件來看，集群存儲市場已經從小的獨立廠商時代轉向了大廠商競爭時代，IBM、HP、Dell等大型綜合存儲方案廠商的加入，一方面是看到了非結構化數(shù)據(jù)爆炸式增長帶來的市場規(guī)模擴張，另一方面，也使得集群存儲領域的競爭進一步加劇。

　　IBM：作為綜合存儲方案供應商，IBM在集群存儲方面同樣有自己的策略。在SAN集群方面，IBM收購了XIV，經過有效的整合后，XIV已經成為IBM高端存儲產品線的有力補充，在針對非結構化數(shù)據(jù)的Scale out NAS市場，IBM則將一套由來已久的分布式文件系統(tǒng)方案GPFS重新包裝，推出了NAS集群產品SoNAS。

　　在戰(zhàn)略層面，IBM的公共云就采用了SONAS架構。

　　HDS：收購BlueArc，它擁有數(shù)據(jù)分級的技術，它的產品可以在8節(jié)點群集中提供文件存儲虛擬化功能，將群集容量提高到16PB。運行在群集上的軟件是SiliconFS文件系統(tǒng)，可以提供NFS和CIFS文件存取以及iSCSI SAN存取等功能。BlueArc主要生產硬件加速的Titan和Mercury產品，這些產品均運行有SiliconFS軟件系統(tǒng)。7.0版本的SiliconFS把文件的元數(shù)據(jù)放在固態(tài)硬盤或SAS驅動器上，而將文件數(shù)據(jù)放置于運行速度較慢但是相對便宜的驅動器上，可提供文件訪問速度。

　　EMC：與倡導統(tǒng)一存儲的NetApp不同，EMC看上去仍像是多家公司的組合。EMC旗下曾經有過Avamar、Data Domain、DMX、Clariion、Celerra，以及Isilon等，還需要更好的融合和統(tǒng)一。EMC在7年里收購了53家公司，走大而全的路線。戰(zhàn)略上推行大數(shù)據(jù)解決方案，Isilon應該是其宣傳側重點。從Isilon被收購的兩三年來看，確實是背靠大樹好乘涼，EMC的多套方案中均有Isilon的身影，每次大會都有些宣傳，相比其老對手Panasas，Isilon現(xiàn)在的發(fā)展勢頭很不錯，應用范圍越來越寬。

　　NetApp：核心系統(tǒng)依賴于一個單一的操作系統(tǒng)，無論是SAN、NAS、高端、低端、主存儲還是二級存儲，都是基于核心的操作系統(tǒng)ONTAP，這是和其他廠商最大的區(qū)別。這也是其在并購方面考慮較多的原因。

　　但NetApp的集群NAS產品Data ONTAP GX并不給力。GX來源于NetApp收購的Spinaker，是一家做Single Namespace的文件系統(tǒng)的廠商，所以GX系列只是一個Single Path Image模式的架構，類似于微軟的DFS，將多個獨立文件系統(tǒng)，從路徑上加一次虛擬，多個文件系統(tǒng)(控制器機頭)之間依然采用松耦合方式。GX并沒有從骨子里表現(xiàn)為一個Single File system Image的集群或者分布式文件系統(tǒng)，所以市場認同度不高。

　　HP：HP最近三年內收購了LeftHand(增強了其存儲虛擬化和iSCSI能力)、Ibrix(橫向擴展NAS和Fusion管理軟件)、以及3PAR(中高端的SAN集群以及Thin概念的各種功能)，包裝推出了可恒星擴展的P4000G2和X9000，以及提供基于3PAR的統(tǒng)一云存儲解決方案。

　　Dell：2010年Dell在同HP競購3Par大戰(zhàn)中失敗，Dell轉為收購與3Par提供的技術相似的Compellent。另外，Dell在2007年收購的EqualLogic，主要是 IP SAN，同樣屬于Scale out架構，而Compellent在智能數(shù)據(jù)管理技術和FC SAN領域有優(yōu)勢。

　　目前戴爾存儲產品領域主要分成了四大系列，有著各自清晰的分工和定位，分別針對不同的應用。其中，PowerVault MD系列主要滿足入門級直連存儲和iSCSI SAN，基于磁盤備份，提供重復數(shù)據(jù)刪除支持，并提供磁帶存儲，滿足長期、離線備份的要求;DX對象存儲則實現(xiàn)把靜態(tài)數(shù)據(jù)移出主要存儲，提供歸檔解決方案和存儲固定及非結構化數(shù)據(jù);EqualLogic PS包含了虛擬化與整合、業(yè)務級應用、中等規(guī)模解決方案，并用來替換各種專有解決方案;Compellent Series 40主要用來幫助企業(yè)實現(xiàn)虛擬化和整合，滿足企業(yè)級應用和大規(guī)模的企業(yè)解決方案。

　　Panasas：業(yè)界最早的基于對象技術的高性能存儲系統(tǒng)。和所有基于對象存儲的并行存儲系統(tǒng)一樣，Panasas也由client端、管理節(jié)點、數(shù)據(jù)節(jié)點(對象存儲節(jié)點)組成。但和其它系統(tǒng)不同的是，Panasas是包括定制硬件設計的性能優(yōu)越、功能完善、成熟的商業(yè)產品。

　　Panasas系統(tǒng)的突出特征在于支持文件級的RAID，提高了數(shù)據(jù)安全性。Panasas已將自己的客戶端技術公開，成為目前pNFS(NFSv4.1)標準的基礎。

renxinbo